Teoría

a) Eficiencia

En la Figura 67 se expresa la relación entre la humedad del grano de mm y el tiempo de secado. Se observa que en una partida de grano con humedad del 24%, las tres cuartas partes del secado ocurren durante la primera mitad del tiempo de su permanencia dentro de la secadora, hasta llegar a un contenido de humedad del 16,5% aproximadamente y que el resto, hasta un 14%, es extraído en la otra mitad. Significa que por ejemplo, en la primera hora de secado el grano perdió casi ocho puntos de humedad y en la otra hora sólo 2,5 puntos. Esto es debido a que la eliminación de la humedad es más difícil en los últimos tramos, porque está retenida con mayor fuerza por la masa del grano.

Figura 67. Régimen y tiempo de secado

Si se pudiera evitar esta última parte del secado, ya sea DO haciéndolo o efectuándolo por medio de algún otro procedimiento que requiera poca energía, se podría reducir significativamente el tiempo que el grano necesita permanecer en la secadora, con el consiguiente aumento del rendimiento de esta última y una reducción del consumo de combustible. Esto es realmente lo que se hace con el

sistema de seca-aireación.

La ventaja energética de detener el secado a 16-18% de humedad se nota mejor en la Figura 68 (Marsans, 1984), en donde se puede observar cómo la eficiencia del secado, medida en la cantidad de kilocalorías necesarias para evaporar 1 kg de agua, es mucho más alta al principio del proceso de secado que al final del mismo.

Figura 68. Eficiencia de secado

En efecto, la gráfica indica que para granos con un 30% de humedad, sólo se requieren unas 500 a 600 kcal por kg de agua, mientras que cuando esa humedad ha llegado al 15% las necesidades energéticas aumentan y pueden acercarse a 700 kcal por kg de agua. Es decir, al principio del secado el consumo de combustible, que es el encargado de suministrar las kcal necesarias, es menor proporcionalmente que hacia el final del proceso.

Entonces ratifica el ahorro de energía que presenta el método de seca-aireación en relación al sistema convencional o clásico de secado de los granos.

Los consumos expresados en kcal/kg se han obtenido de ensayos de laboratorio, pero en una secadora real en trabajo, por distintas pérdidas de calor que se producen durante el proceso, el consumo de kcal por kg de agua evaporada se duplica fácilmente (ver Capítulo III).

Pero desde el punto de vista térmico, la gran ventaja del sistema consiste en aprovechar la buena temperatura que tiene el grano al salir de la secadora; en el sistema convencional, en el período de enfriamiento, el aire, fuertemente impulsado, arroja al exterior gran parte de ese calor sensible

acumulado en el grano.

Recuérdese que en el Capítulo III se expresaba que las pérdidas por calentamiento del grano durante el secado se calculaban en unas 70-80 kcal/kg. Ahora este calor sensible es parcialmente recuperado como energía de evaporación durante el enfriamiento en silo.

b) Mayor capacidad de secado

El aumento de la capacidad de secado en seca-aireación proviene de una combinación de factores que son: 1) eliminación del enfriamiento en la secadora, lo que aumenta la cámara de

calentamiento, ganándose entonces un 50% de volumen (para nuestras secadoras); 2) menos humedad removida en la secadora; 3) empleo de mayores temperaturas del aire de secado (10 a 20°C más); 4) una mayor eficiencia durante el enfriamiento pues se aprovecha el propio calor de los granos para que el aire natural se caliente y extraiga humedad y calor de los mismos.

El aire que ha atravesado los granos en el silo, está saturado de humedad y a una temperatura igual a la del grano caliente. Para conseguir una condición similar del aire en un sistema de secado en un silo con tal espesor del grano frío, el aire debería entrar al grano a casi 260°C. Esto significa, dice Foster: "que la capacidad de acumular humedad del aire es aumentada en la misma forma que si fuera calentada a 260°C.

Con seca-aireación no es difícil conseguir un aumento de la capacidad de secado del 60%,

existiendo muchos casos en que pueda llegar al 100%, siempre que se hagan ciertas modificaciones que se indican más adelante.

El hecho que las secadoras argentinas tengan en su mayoría 1/3 de enfriamiento contra 2/3 de calor, conduce, -como se dijo- a un aumento del 50% de la capacidad "todo calor" de la máquina.

Esto contrasta con casi todas las secadoras, las francesas en particular, en las cuales la zona de enfriamiento suele tener solamente 1/10 del total de la máquina. De todo esto se deduce que nuestros equipos tienen una gran ventaja en cuanto a la ganancia de capacidad en este aspecto, lo que demuestra la conveniencia de adoptar seca-aireación.

Hay que preguntarse porqué las secadoras francesas tienen tao escasa zona de enfriamiento. La primera respuesta que surge es que en Francia, en la época de cosecha de maíz, la temperatura exterior es muy baja, muchos días bajo cero, por lo cual no se requiere mucho tiempo de enfriamiento.

Esto es una buena razón, pero sin embargo, en otros paises tan fríos o más fríos que Francia, como Estados Unidos, la zona de enfriamiento en promedio es bastante mayor, 25% más del total del volumen.

La verdadera causa puede estar en la humedad inicial del grano que ingresa a la secadora. En Francia es común secar maíz con 35% de humedad y a veces 40%.

En estas condiciones la evaporación de humedad es muy elevada, fenómeno que requiere, como es sabido, una gran absorción de calor. Este calor, entonces, se acumula muy poco en el grano, que se mantiene más fresco que aquel que ingresa con menor humedad. De aquí, cuando el grano llega al final de la cámara de secado no se encuentra muy caliente, no necesitando de esta forma un enfriamiento intenso.

Esta opinión es coincidente con los comentarios del Capítulo IV-6, donde se hace mención a experiencias llevadas a cabo por Giner (1990).

Pero las secadoras francesas tienen otras características que compensan aquella desventaja. La base de comercialización del maíz en aquel país es de 15,5% de contenido de humedad, situación que les

permite extraer el maíz de la secadora "todo calor" con 18% y por ende tener un mejor comportamiento en los silos de enfriamiento.

c) Mantenimiento de la calidad del grano

Es conocido el hecho de que muchos cuerpos que son calentados a altas temperaturas y luego enfriados bruscamente, están expuestos a elevadas tensiones internas que producen roturas o fisuras en su masa. Esta situación es la que sucede con los granos en la secadora convencional: están sometidos a altas temperaturas en la torre o sección de calentamiento y luego sufren las bajas temperaturas del aire en la sección de enfriamiento; por consiguiente, se fisuran y luego se rompen en buena proporción.

En el sistema de seca-aireación, el enfriamiento no se realiza en la secadora sino en un silo separado y luego que el grano ha sufrido un período de reposo. Además, el enfriamiento es mucho más lento. Entonces, las tensiones se reducen considerablemente, la calidad del grano se altera poco y el porcentaje de quebrados posterior, es reducido. Por ende la producción de polvo tan común en el secado convencional, disminuye en buena medida, de manera que las mermas son menores.

Por otra parte debe mencionarse que cuando hay una evaporación intensa de humedad, como sucede en seca-aireación, la temperatura a que llega el grano no suele superar los 60°C, porque la

evaporación del agua absorbe el calor. Esta temperatura no altera prácticamente la calidad de los granos.

Por el contrario, en el secado convencional, cuando el grano se encuentra ya al final del proceso en la secadora, la temperatura que adquiere el grano puede ser mayor, hecho que produce un deterioro importante. Este daño se manifiesta luego en la decoloración y reducción del brillo en el caso del maíz (aparte del fisurado mencionado antes), una reducción considerable en el rendimiento industrial (almidón, aceite, aricares, etc.) y una pérdida de valor nutritivo (AIANBA, 1975).

Con respecto al trigo, tales temperaturas en el secado convencional ocasionan graves problemas a la industria molinera y panadera (AIANBA, 1983).

En el caso de la soja, si bien las altas temperaturas no afectan mayormente el rendimiento industrial, causan un sobresecado que origina importantes pérdidas de peso y daño mecánico (Figuras 69 y 70).

Figura 70. Daño de tegumento